超低碳IF钢RH真空脱碳工艺优化

根据鞍钢股份有限公司鲅鱼圈钢铁分公司超低碳钢的生产实践,结合超低碳IF钢在RH-TB真空处理过程中的脱碳机理,分析了钢水温降、吹氧升温参数、钢包底吹氩流量和钢水取样器等工艺因素对RH精炼钢水脱碳效果的影响。实践表明,采取控制出钢温度、优化吹氧参数、RH处理过程钢包底吹氩和改进取样器措施后,RH-TB精炼时间缩短了5 min,精炼结束钢水碳含量0.002 0%以下的比例由71%提高至95%。     

210 t顶底复吹转炉-RH流程IF钢板坯连铸钢水温降规律的研究

对迁钢210 t顶底复吹转炉-RH-板坯连铸工艺条件下的IF钢温度状况进行了统计和分析,根据RH初始温度和废钢加入量对RH处理过程温降的影响,建立RH处理过程钢水温度变化的数学模型,得出转炉出钢至开始连铸时的总温降为162.52℃,转炉出钢至RH到站平均温降为79.54℃, RH过程平均温降39.10℃, RH出站至中间包的温降为44.58℃;利用多元统计回归分析,可较好地预测RH过程的温降。     

RH真空精炼过程的计算机自动控制技术

RH真空精炼是大批量生产优质纯净钢的重要手段.在RH处理过程中,计算机自动控制技术对于优化生产工艺,稳定钢水质量,提高生产效率,降低消耗具有重要意义.对RH精炼过程的计算机自动控制系统的构成、功能、效果及发展进行了综合评述.     

济钢RH炉外精炼脱气分析

对济钢RH炉外精炼处理过程中钢水脱氮、脱氢的效果进行了试验,结果表明：随着RH处理过程中真空度的提高,脱气能力提高;随着真空时间的延长,脱气能力加强;钢水硫含量越低,脱氮效果越好。     

RH精炼自然脱碳和TOP强制脱碳效果的对比研究

根据迁钢公司RH精炼生产数据,研究了自然脱碳和TOP强制脱碳RH精炼处理IF钢的脱碳过程、钢水氧含量、真空室压力、废气流量、废气成分和钢水温降的变化。根据表观脱碳速率常数的不同,2种精炼方式下脱碳过程分别呈现“两段式”和“三段式”变化规律,均可以在20min内稳定生产碳含量低于15×10^-6的IF钢;吹氧使得真空室压降平台处压力升高,平台持续时间延长,不利于提高脱碳速率,且吹氧过量导致脱碳终点氧含量大幅增加。采用RH—TOP吹氧时,CO二次燃烧产生的热补偿可以降低转炉出钢温度20—25℃。     

天铁RH精炼工序工艺优化

为满足天铁热轧冷轧基料的生产需求,对RH精炼工序进行工艺优化,实现了RH处理站快速、高效脱碳,使低碳钢冶炼炉次出站碳0.03%的比例达到95%以上;铝升温工艺的优化,使RH温降幅度降低了50.5%,有效缓解了RH精炼处理的温降压力,实现了冷轧基料的稳定生产。     

低碳钢RH轻处理工艺技术研究

为了对RH轻处理低碳钢的工艺技术提供理论依据,对RH轻处理低碳钢过程脱碳规律进行了研究。结果表明,RH轻处理过程ln(w[C]_0/w[C]_t)与t具有线性关系,其斜率Kc为0.1475min~(-1);RH进站钢水[C]含量控制在0.045%-0.065%,钢水[O]含量控制在300-500PPm,有利于提高RH轻处理脱碳效率;RH出站时钢水[O]含量控制150PPm以下,有利于提高钢水洁净度。根据研究结果有针对性提出工艺优化措施,工业实践表明,采用RH-LF双精炼工艺生产WX08钢时,降低了转炉吹炼终点氧含量,成品非金属夹杂物级别也相对降低。     

用带顶吹氧的RH装置精炼超低碳钢

采用传统的RH装置精炼碳含量小于20ppm超低碳钢(ULC),将钢水碳含量降到要求的水平所花费的时间长,因此需要提高转炉出钢温度,以补偿在RH装置中钢水的温降从而导致转炉耐火材料腐蚀增加和成本提高。为了改善ULC钢的精炼工艺,日本川崎钢铁公司千叶广为其RH脱气装置安装了顶吹设备(KTB) RH-KTB装置,在RH-KTB     

涟钢RH-MFB钢水温度控制技术

基于RH精炼处理的内在原理,结合涟钢RH-MFB实际生产和经验数据,重点对涟钢RH-MFB精炼过程温度的变化规律、温度变化的影响因素进行分析.结果表明,在精炼开始阶段的5～10 min内钢包内钢液温降较大,吹氧炉次在开始的5 min温降速度为3.3℃/min,未吹氧炉次为3.2℃/min;吹氧炉次的前10 min温降随初始碳含量的升高而增大,且温降尤为明显;对于吹氧炉次,处理过程的温降随初始温度的升高而增大.对于未吹氧炉次(进站温度低于1657℃),温降则随初始温度的升高而减小;实际生产过程中大部分炉次的加铝量基本与计算值一致,但因测温时刻、热滞后等众多因素的影响,致使加铝升温的计算值与实际升温值差异较大.     

RH精炼温度模型仿真及应用

基于RH精炼处理的内在原理，结合实际生产和经验数据，建立RH钢水精炼温度模型。文章主要介绍RH温度模型的基本原理及仿真过程，该模型已在宝钢二炼钢RH精炼炉中投入运行。     

节能技术在RH真空精炼工艺中的应用

介绍了MFB顶吹氧枪技术、水环真空泵技术和干式机械泵技术等3种节能技术在RH真空精炼工艺的应用。国内某钢厂300 t RH真空精炼系统的应用表明:应用MFB顶吹氧枪技术,RH处理过程钢液温降可减少15.8℃;应用水环真空泵技术,可降低RH吨钢生产成本约2.25元;应用干式机械泵技术,可降低RH吨钢生产成本约6.05元。     

CO2作为RH提升气的冶金反应行为研究

钢液真空循环脱气法（RH）精炼能够利用高真空和钢液循环流动有效脱气和去除夹杂物。同时,炼钢环境下 CO₂可与钢液中[C]反应生成CO提高搅拌强度。因此,本文提出将CO₂作为RH提升气进行真空精炼。针对CO₂在RH精炼过程的冶金反应行为特性,通过热力学理论分析了极限真空条件下CO₂脱碳的有利条件及限度,同时搭建了CO₂作RH提升气工业试验平台,通过工业试验对比研究了CO₂/Ar分别作提升气时对钢液精炼过程的影响。结果表明,若单纯考虑CO₂与碳反应,则当钢液中[C]低于1.8×10?6,CO₂仍然具有氧化碳元素的能力。然而,CO₂对钢液中碳铝元素存在选择性氧化,当铝含量低于一定程度时,CO₂主要参与脱碳反应;反之,CO₂则会造成一定铝损,因此若采用新工艺需考虑铝合金加入时机以及加入量。此外,CO₂用作RH提升气可获得与Ar效果相当甚至更优的脱氢效果,喷吹同等量CO₂并未造成钢液的大幅温降,因此CO₂完全有潜力作为RH提升气,进而完成精炼。      

含锰钢RH真空过程锰的迁移行为

Ruhrstahl Heraeus（RH）精炼炉是重要的二次精炼装备,但在真空处理过程中会遇到钢液易挥发合金元素的损失量大的问题,且造成钢液真空喷溅的结瘤及对后续钢液的二次氧化。针对含锰钢RH真空处理过程锰的气化导致的元素损失及真空喷溅等问题,跟踪和研究了120 t RH不同真空处理模式下钢液中Mn元素的变化规律及迁移行为。分析了锰元素损失与其挥发和真空喷溅的关系,并在RH真空室内壁不同位置结瘤物的解剖实验中得到验证。研究表明,钢液中Mn元素在RH真空过程中存在着明显损失,真空前期损失量最大;RH真空室内壁结瘤物中锰氧化物的质量分数整体占比高达14%～70%;热力学计算结果显示:温度、钢中Mn的含量以及真空度对Mn的挥发行为均有着很大的影响,是真空过程锰迁移的关键影响因素。通过改进真空压降模式,采用步进式抽真空,元素锰的损失由原先的2×10?4降低至1×10?4,结果对现场生产具有很强的指导意义,通过改进真空压降模式可以有效的抑制钢液的喷溅和挥发,进而减少合金元素锰的损失。      

RH开发冷轧超低碳钢的工艺改进

对于精炼能力不足的炼钢厂,采用RH真空单重精炼工艺替代双重精炼工艺,具有积极意义。但是和RH+LF或LF+RH双重精炼工艺不同,采用RH真空单重精炼工艺开发冶炼冷轧超低碳钢,主要难点在于钢中夹杂物控制,控制不恰当会严重影响浇铸性能。使用适量铝渣作为顶渣改质剂和优化RH真空炉的过程控制,取得较好效果。     

超低碳钢RH混合喷吹Ar-CO2冶金反应特性

 钢铁生产过程CO₂的资源化利用对中国“碳达峰,碳中和”目标的实现起着重要作用。氩气驱动的RH(ruhrstahl-heraeus)真空装置是超低碳钢精炼的关键设备,利用高真空下钢水循环流动可有效脱碳、脱气和去除夹杂物。由于真空条件下CO₂可直接与钢水中碳反应生成CO,在实现脱碳的同时可促进熔池搅拌。因此,尝试将Ar-CO₂混合气体作为提升气体引入超低碳钢RH脱碳过程。首先,针对CO₂在RH脱碳条件下的冶金反应行为,通过热力学理论分析了不同压力下Fe-C-O熔体与Ar-CO₂的反应特性。其次,搭建了Ar-CO₂混合气体作为RH提升气体的工业试验平台,通过工业性试验研究了超低碳钢RH脱碳过程混合喷吹Ar-CO₂对钢水脱碳、脱氮和温降的影响。Fe-C-O熔体与Ar-CO₂反应热力学表明,在低于100 kPa和超低碳条件下,Ar-CO₂混合气体中的CO₂仍可能与钢水中碳反应,从而促进RH脱碳和脱气。工业性试验表明,喷吹100% CO₂、50% Ar+50% CO₂和100% Ar炉次出站平均碳质量分数分别为0.001 50%、0.001 57%和0.001 19%,因而混合喷吹Ar-CO₂并不会显著影响RH脱碳效率。同时,由于CO₂与钢水中碳反应十分有限,与喷吹100% Ar相比,喷吹100% CO₂和50% Ar+50% CO₂对RH脱氮效率和钢水温降没有明显影响。因此,超低碳钢RH脱碳时,完全可采用CO₂取代部分或全部氩气作为提升气体,尽管无法提高精炼效率,但仍具有显著的经济价值和环保优势。     

Mathematical Modelling of Non‐equilibrium Decarburization Process during Vacuum Circulation Refining of Molten Steel: Application of the Model and Results (I) ‐ Decarburization Process and Influences of Some Technological Factors

A novel three‐dimensional mathematical model proposed and developed for the non‐equilibrium decarburization process during the vacuum circulation (RH) refining of molten steel has been applied to the refining process of molten steel in a 90‐t multifunction RH degasser. The decarburization processes of molten steel in the degasser under the conditions of RH and RH‐KTB operations have been modelled and analysed, respectively, using the model. The results demonstrate that the changes in the carbon and oxygen contents of liquid steel with the treatment time during the RH and RH‐KTB refining processes can be precisely modelled and predicted by use of the model. The distribution patterns of the carbon and oxygen concentrations in the steel are governed by the flow characteristics of molten steel in the whole degasser. When the initial carbon concentration in the steel is higher than 400 · 10⁻⁴ mass%, the top oxygen blowing (KTB) operation can supply the oxygen lacking for the decarburization process, and accelerate the carbon removal, thus reaching a specified carbon level in a shorter time. Moreover, a lower oxygen content is attained at the decarburization endpoint. The average contributions at the up‐snorkel zone, the bath bulk and the free surface with the droplets in the vacuum vessel in the refining process are about 11, 46 and 42% of the overall amount of decarburization, respectively. The decarburization roles at the gas bubble‐molten steel interface in the up‐snorkel and the droplets in the vacuum vessel should not be ignored for the RH and RH‐KTB refining processes. For the refining process in the 90‐t RH degasser, a better efficiency of decarburization can be obtained using an argon blow rate of 417 I(STP)/min, and a further increase in the argon blowing rate cannot obviously improve the effectiveness in the RH refining process of molten steel under the conditions of the present work.     

CAS-OB喷粉精炼温降预测模型

通过分析喷吹气体、喷吹粉剂、过程化学反应、浸渍罩插入钢水、钢液面裸露以及包衬蓄热等过程对CAS-OB喷粉精炼工艺钢液温降的影响,建立了过程温降预测模型.模型计算结果表明：对喷吹气体加热以及成渣反应导致的钢液温降基本上可以忽略;在喷吹粉剂一定的情况下,钢液面产生裸露眼以及钢包烘烤温度低是引起钢液温降的主要因素.利用模型计算CAS-OB喷粉过程以及IR喷粉过程温降,得出在相同的处理时间内,前者要明显低于后者,这主要是因为CAS-OB喷粉过程将喷枪布置在浸渍罩内,渣面裸露面积小所致.     

提高RH处理钢种连浇炉数

经RH处理的钢种虽然成分、质量均符合要求,但RH过程控制不稳、钢水供应不足、生产组织不合理等严重制约了RH处理钢种连浇炉数,直接造成不稳定生产和生产成本增加.通过增加LF精炼工序进行升温处理和制定合理生产组织模式可有效解决上述问题.